تغير المناخ يدمر غيوم التبريد

انحسار السحب المنخفضة للمحيطات يمكن أن يغذي فجأة درجات الحرارة العالمية

يمكن أن يتسبب تغير المناخ الذي لم يتم التحقق منه في تفكك طبقات طبقات ركيزة التبريد عبر البحار. © روجر كيربي / freeimages
قراءة بصوت عال

التغذية المرتدة القاتلة: إذا استمرت انبعاثات غازات الدفيئة في الارتفاع بشكل حاد ، فقد يؤدي ذلك إلى اختفاء سائل تبريد مهم في نظام الأرض - غيوم المحيط المدارية. حتى الآن ، تعكس طبقات الطبقات البحرية هذه ما يصل إلى 60 في المائة من أشعة الشمس على الموجة القصيرة إلى الفضاء. ومع وجود مستويات لثاني أكسيد الكربون تبلغ حوالي 1200 جزء في المليون ، فإن الغطاء السحابي يذوب ، وستكون النتيجة قفزة في درجات الحرارة العالمية تصل إلى ثماني درجات ، كما أفاد باحثون في مجلة "Nature Climate Change".

الغيوم هي لاعب مهم في نظام المناخ. اعتمادًا على طبيعتها ، يمكن أن تعكس ضوء الشمس العارض وبالتالي يكون لها تأثير تبريد على المناخ - وهذا هو الحال خاصة مع الغطاء السحابي المنخفض. الغيوم العالية ، من ناحية أخرى ، تمتص عادة الحرارة التي تشعها الأرض ، وبالتالي تسخين الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات بالفعل أن طبيعة وتوزيع الغيوم قد تغيرا بسبب الاحترار العالمي - لسوء الحظ ، ليس للأفضل عادة.

تبريد بطانية على البحار

ولكن يمكن أن تزداد سوءا. لأنه ، كما اكتشف تابيو شنايدر من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) وفريقه ، فإن غيوم طبقية الركام البحرية هي بالتحديد حساسة لارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون. تغطي هذه الغطاء السحابي حتى الآن حوالي 20٪ من أسطح البحر شبه الاستوائية. نظرًا لأنها تعكس ما بين 30 إلى 60 بالمائة من الإشعاع الشمسي القصير الموجة إلى الفضاء ، فإن هذه السحب هي المبرد الأساسي لنظام مناخ الأرض.

ومع ذلك ، فإن كيفية استجابة السحب الطبقية البحرية لتغير المناخ وارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون لم يكن واضحًا. السبب: هذه الغيوم تنشأ بسبب الاضطراب على نطاق صغير ، والتي تأتي من خلال النقيض من أعلى سحابة باردة وطبقات أكثر دفئا من الهواء تحتها. ومع ذلك ، فإن هذه الاضطرابات محلية جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها بواسطة نماذج المناخ العالمي.

لذلك استخدم شنايدر وفريقه نموذجًا أعلى دقة وأكثر محدودية من الناحية الجوية لحركة الهواء للتحقيق في سلوك هذه السحب بمزيد من التفصيل. لقد قاموا بمحاكاة كيفية تغير درجات حرارة البحر والغطاء السحابي وتوازن الإشعاع مع زيادة قيم ثاني أكسيد الكربون. عرض

حل مفاجئ من 1200 جزء في المليون

النتيجة: من قيمة ثاني أكسيد الكربون التي تبلغ حوالي 1200 جزء في المليون (جزء في المليون) من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، تتغير السحب البحرية بشكل كبير. يقول شنايدر وفريقه: "إذا تجاوزت القيم هذه العتبة ، فإن طبقات الطبقات تكون غير مستقرة وتنقسم إلى سحب متراكمة السحب". هذا يتوافق مع قيم ثاني أكسيد الكربون التي يمكن الوصول إليها في القرن المقبل مع تغير المناخ دون رادع.

السحب السحابية للطبقة البحرية أمام الساحل الغربي للولايات المتحدة. ناسا / GSFC ، MODIS

نتيجة هذه الخسارة السحابية: نظرًا للتخلص من تأثير التبريد الخاص بالغطاء السحابي ، ترتفع حرارة المحيطات بدرجة كبيرة. وقال الباحثون: "ترتفع درجة حرارة سطح البحار شبه الاستوائية بمقدار عشر درجات ، أما البحار الاستوائية فتزيد درجات الحرارة فيها بمقدار ثماني درجات". بشكل عام ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع حرارة الأرض بمقدار ثماني درجات. هذه التعليقات الإيجابية من شأنها أن تزيد بشكل كبير من تغير المناخ.

ليس من السهل تجديد

يقول شنايدر: "تكشف دراستنا عن نقطة عمياء في نماذج المناخ السابقة". "آمل وأعتقد أن التغييرات التكنولوجية ستقلل من انبعاثاتنا إلى حد أننا لن نحقق مستويات عالية من ثاني أكسيد الكربون. لكن نتائجنا تظهر أن هناك عتبات خطيرة لتغير المناخ لم نكن نعرفها من قبل. "

المشكلة مع هذا: إذا تحطمت هذه الغطاء السحابي مرة واحدة ، فمن الصعب تجديدها ، كما كشفت المحاكاة. فقط عندما انخفضت مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى أقل من 300 جزء في المليون ، بدأت سحب طبقة السحب الركامية في إعادة النشاط. تتصرف هذه السحب بطريقة مماثلة لنقاط التحول الأخرى في النظام المناخي: عندما يتم تجاوز قيم عتبية معينة ، فإنها تميل إلى حالة جديدة لا يمكن عكسها أو فقط بصعوبة.

شرح لفترات حرارة الماضي؟

ومع ذلك ، فإن اكتشاف هذه العتبة السحابية يمكن أن يفسر أيضًا لغزًا كبيرًا لعلم المناخ البالي. لأنه في بعض الفترات الدافئة من تاريخ الأرض ، ترتفع درجات الحرارة العالمية أعلى مما تشير إليه قيم ثاني أكسيد الكربون. على سبيل المثال ، كان القطب الشمالي خاليًا من الجليد في منطقة أوزون قبل حوالي 50 مليون عام. ومع ذلك ، في حين أن نماذج المناخ العالمية تتوقع ذلك بالنسبة لمستويات ثاني أكسيد الكربون منخفضة تصل إلى 4000 جزء في المليون ، من المحتمل أن تكون مستويات ثاني أكسيد الكربون في Eoz n أقرب إلى 2000 جزء في المليون.

يقول شنايدر وفريقه: "إن تفكك بطانيات الطبقات يمكن أن يفسر كيف يمكن لمناخ الدفيئة أن ينشأ دون مستويات عالية بشكل غير واقعي من ثاني أكسيد الكربون". إن البياض المتغير للمناطق البحرية الكبيرة كان يمكن أن يغذي المناخ في ذلك الوقت. (Nature Geoscience ، 2019 ؛ دوي: 10.1038 / s41561-019-0310-1)

المصدر: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

- ناديا بودبريجار